close

點擊藍字關注我們

納米結構的 3D 製造通常需要納米材料-聚合物複合材料，並且受到光聚合機制的限制，導致材料純度降低和固有性能退化。

2022年9月2日，清華大學孫洪波教授及林琳涵副教授團隊在Science在線發表題為「3D nanoprinting of semiconductor quantum dots by photoexcitation-induced chemical bonding」的研究論文，該研究開發了一種獨立於聚合的激光直寫技術，稱為光激發誘導化學鍵合。

在沒有任何添加劑的情況下，半導體量子點內部激發的空穴被轉移到納米晶體表面並提高其化學反應性，從而導致粒子間化學鍵合。作為概念驗證，該研究以超出衍射極限的分辨率打印了任意 3D 量子點架構。該研究將使自由形式的量子點光電器件的製造成為可能，例如發光器件或光電探測器。

基於激光的納米打印具有低至納米級的高分辨率，但它通常依賴於光聚合，並且僅限於光固化樹脂。超越聚合物的功能性納米材料的三維 (3D) 製造仍然具有挑戰性。一種策略是使用 3D 聚合物骨架作為無機材料保形沉積的掩膜，從而產生有機-無機納米雜化物。然而，不需要的聚合物骨架的存在會降低材料的純度並阻礙其固有的機械或物理性能。
雖然聚合物模板可以被蝕刻掉，但只能獲得中空的無機結構。另一種策略是將光固化單體與無機納米材料混合，即光固化納米複合材料，用於直接激光打印。固化後的聚合物可以通過後燒結去除，但這會導致結構收縮和缺陷產生 。
圖1. PEB的工作原理
圖2. 納米像素打印和QD表徵
圖3. 線性、彎曲和體積三維納米結構
圖4. 多色顯示和異構印刷

解決這些問題的關鍵是開發一種超越光聚合的打印機制。Talapin等人設計了在光照射下分解的光活性配體，用於直接光學光刻。然而，這種方法需要對特定納米晶體具有選擇性的表面配體的複雜設計。在該研究工作中，以半導體量子點（QDs）為例，提出了一種策略，利用光激發產生的電子-空穴對來改變 QDs 的表面化學，從而誘導粒子間化學鍵合，研究人員稱之為光激發誘導化學鍵合（PEB）。
使用半導體量子點是因為它們能夠在激發下產生電子-空穴對。這種高能載體一旦被捕獲，就可以改變局部電子狀態並調整粒子間鍵合的化學反應性。作為概念驗證，該研究以超出衍射極限的分辨率打印了任意 3D 量子點架構。該研究將使自由形式的量子點光電器件的製造成為可能，例如發光器件或光電探測器。
原文鏈接
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo5345

來源：Retraction

相關進展

清華大學孫洪波教授/李正操教授/林琳涵副教授《Adv. Funct. Mater.》綜述：光誘導膠體材料組裝

清華大學孫洪波教授/林琳涵副教授《ACS Nano》綜述：光熱泳操控技術研究進展及其在膠體科學和生命科學領域的應用

清華大學孫洪波教授/吉林大學張永來教授《AS》綜述：基於氧化石墨烯的濕度響應仿生軟體機器人

免責聲明：部分資料來源於網絡，轉載的目的在於傳遞更多信息及分享，並不意味着贊同其觀點或證實其真實性，也不構成其他建議。僅提供交流平台，不為其版權負責。如涉及侵權，請聯繫我們及時修改或刪除。郵箱：chen@chemshow.cn

掃二維碼｜關注我們

微信號 :Chem-MSE



誠邀投稿


歡迎專家學者提供化學化工、材料科學與工程產學研方面的稿件至chen@chemshow.cn，並請註明詳細聯繫信息。化學與材料科學®會及時選用推送。

arrow
arrow
    全站熱搜
    創作者介紹
    創作者 鑽石舞台 的頭像
    鑽石舞台

    鑽石舞台

    鑽石舞台 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()